5. Деформация и разрушение дорожных покрытий. Критерии прочности и морозоустойчивости, обеспечивающие требуемое эксплуатационное состояние дорожных конструкций.

Под воздействием движения в неблагоприятных климатических и грунтово-гидрологических условиях ухудшаются основные эксплуатационные показатели дороги - ровность и сцепные свойства покрытия проезжей части, прочность дорожной конструкции. Это проявляется в виде различных выбоин, просадок, проломов, трещин, волн, сдвигов, колейности на поверхности покрытия.

Деформация – это изменение формы тела без изменения его массы и без потери целостности.

- обратимая (прогибы конструкции под воздействием вертикальной нагрузки)

- необратимая (колея)-

Разрушение – это изменение размеров и формы тела с уменьшением его массы или потери сплошности.

Необратимые деформации и разрушения принято относить к дефектам покрытия.

Критерии прочности:

1) по допускаемому изгибу

2) по сдвигу в слоях, неспособных сопротивляться изгибу

3) по растяжению в слоя, которые способны сопротивляться изгибу.

4) Обобщающий критерий – коэффициент прочности.

Критерии морозоустойчивости:

1) величина максимального морозного поднятия дорожной конструкции за счет промерзания грунтов земляного полотна

2) величина морозного пучения.

Необратимые деформации и разрушения принято относить к дефектам покрытия.

6. Сезонные изменения вводно-теплового режима дорожных одежд и земляного полотна. Источники увлажнения дорожных одежд. Требования к минимальной высоте насыпи.

К погодно-климатическим факторам относят: атмосферное давление, солнечную радиацию, температуру и влажность воздуха, осадки (дождь, снегопад), ветер, метель, гололед, туман, а также их сочетание.

Погодно-климатические факторы формируют водно-тепловой режим земляного полотна (ВТР) — закономерные сезонные изменения влажности и температуры в полотне и слоях одежд. Изменение водно-теплового режима существенно влияет на прочность, долговечность полотна и дорог, приводит к снижению транспортно-эксплуатационных свойств дорог.

Основными источниками увлажнения являются атмосферные осадки, вода со стороны откосов и вода, застаивающаяся на поверхности земляного полотна, капиллярное увлажнение от грунтовых вод, парообразное увлажнение.

Атмосферные осадки проникают в водопроницаемые покрытия ( гравийные и щебеночные, мостовые), в трещины водонепроницаемых покрытий (при недостаточном уходе), частично через обочины и откосы. При отсутствии трещин и наличии укрепленной обочины этот источник неопасен.

Вода со стороны откосов при длительном застое в боковых канавах может передвигаться от откосов к грунтовому основанию. Источник неопасен, если полотно отсыпано из связных (глинистых) грунтов, а коэффициент их уплотнения больше либо равен 0,95.

Опасность капиллярного увлажнения от грунтовых вод зависит от глубины расположения расчетного горизонта грунтовой воды.

Парообразное увлажнение зависит от условий водно-теплового режима полотна и может быть различным. Этот источник постоянно присутствует

Закономерности водно-теплового режима. Для районов с сезонным промерзанием полотна можно выделить четыре периода.

Предзимний период, или период первоначального накопления влаги осенью, характерен охлаждением и интенсивным увлажнением полотна и одежды атмосферными осадками, поднятием уровня грунтовой воды, медленным нарастанием влажности, снижением плотности грунта и прочности одежды.

В отдельные годы наблюдаются резкие смены температур от положительных к отрицательным. Такие температурные удары вызывают линейные сокращения покрытий, скорость которых выше, чем для нижележащих оснований. Это приводит к образованию поперечных температурных трещин.

Морозный период, или период промерзания, характерен перераспределением и накоплением влаги в земляном полотне. Наблюдается снижение t_гр, промерзание грунта, дальнейшее увеличение влажности и снижение плотности грунта. В отдельные зимы возникают оттепели, сопровождающиеся частичным оттаиванием и резким снижением прочности проезжей части. Интенсивное влагонакопление и промерзание могут привести к образованию пучин. Прочность грунта в данный период - очень высокая

Весенний период — период оттаивания и насыщения его свободной водой. Это самый опасный период, его принимают за расчетный для дорожных одежд и земляного полотна.

Прочность дорожной конструкции минимальная.

Летний период — просыхание земляного полотна. После полного оттаивания грунт постепенно просыхает, снижается влажность до наименьшего сезонного значения, постепенно возрастает плотность и прочность земляного полотна.

Минимальная высота насыпи(руководящая рабочая отметка) по условиям зимнего содержания дорог(назначается в зависимости от номера дорожно-климатической зоны типа местности в зависимости от условий увлажнения и в зависимости от грунта).

В процессе эксплуатации а/д она периодически заносится снегом, идет патрульная отброска снега.

Н_min=ΔН+Н_г

Где Н_min – минимальная высота насыпи

Н_г – величина среднегодового отложения снега

ΔН – доп. величина Н, запас на очистку а/д от снежных отражений.

В зависимости от ширины зем. полотна ΔН по СНиП: ΔН=0,4÷1,2 м

Из 2-х значений выбирается максимальная и используется при решении проекта а/д.

А\д, прослужившая n-ое количество времени не остается одинаковой. Это происходит за счет накопления напряжений, от деформации, морозостойкости.